样本方差为何除以n-1?
2015-07-11 08:58
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方差的概念从小学就开始建立了。对于一个随机变量
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
分别表示其数学期望和方差,从中随机抽取n个样本
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/c4cd1566a7d90cc40477f4b74ce9240a.png)
,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/64a6825c0b2440c04d0773ca320ecd14.png)
是样本均值,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/58406a6e94b5a18a5e1e6f68204c1089.png)
是样本方差。那么为什么样本方差是除以
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/a438673491daae8148eae77373b6a467.png)
而不是n呢?
这里涉及到一个无偏估计的概念,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
是随机变量,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/f86bab2509d7b59d2ecaf1fad4770ea1.png)
同样也是随机变量,其中
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/7045e9f969a453f4ccdd904ce99e7cf5.png)
是对
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
总体
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
的一个估计,如果
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/7045e9f969a453f4ccdd904ce99e7cf5.png)
的期望分别等于
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
的话,就说这种估计是无偏的。容易证明
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/38efb62a1c1423e332afe09a51602003.png)
,但是
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/fc8c8352baf7e2204c04d2d75c9f4315.png)
的证明就不是那么显而易见了,下面我证明给大家看。记
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/bf37d4e272eb93de961d5a665acfc142.png)
为
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/a97118fb9e8d7e006a466bfc0771f888.png)
的方差和期望。
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/e31252da06429435070a5017785e04a1.png)
证毕
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
分别表示其数学期望和方差,从中随机抽取n个样本
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/c4cd1566a7d90cc40477f4b74ce9240a.png)
,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/64a6825c0b2440c04d0773ca320ecd14.png)
是样本均值,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/58406a6e94b5a18a5e1e6f68204c1089.png)
是样本方差。那么为什么样本方差是除以
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/a438673491daae8148eae77373b6a467.png)
而不是n呢?
这里涉及到一个无偏估计的概念,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
是随机变量,
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/f86bab2509d7b59d2ecaf1fad4770ea1.png)
同样也是随机变量,其中
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/7045e9f969a453f4ccdd904ce99e7cf5.png)
是对
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/02129bb861061d1a052c592e2dc6b383.png)
总体
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
的一个估计,如果
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/7045e9f969a453f4ccdd904ce99e7cf5.png)
的期望分别等于
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/d0cd697741929e6bc22be0bad02893bf.png)
的话,就说这种估计是无偏的。容易证明
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/38efb62a1c1423e332afe09a51602003.png)
,但是
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/fc8c8352baf7e2204c04d2d75c9f4315.png)
的证明就不是那么显而易见了,下面我证明给大家看。记
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/bf37d4e272eb93de961d5a665acfc142.png)
为
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/a97118fb9e8d7e006a466bfc0771f888.png)
的方差和期望。
![](http://www.dutor.net/wp-content/cache/e31252da06429435070a5017785e04a1.png)
证毕
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